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流程圖
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讀取資料 → 分割資料 → 編碼 → 建立 Dataset / DataLoader
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↓
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建立模型(BERT+LSTM+CNN)
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BERT 輸出 [batch, seq_len, 768]
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BiLSTM [batch, seq_len, hidden_dim*2]
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↓
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CNN 模組 (Conv1D + Dropout + GlobalMaxPooling1D)
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Linear 分類器(輸出詐騙機率)
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↓
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訓練模型(Epochs)
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↓
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評估模型(Accuracy / F1 / Precision / Recall)
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↓
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儲存模型(.pth)
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#引入重要套件Import Library
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import torch # PyTorch 主模組
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import torch.nn as nn # 神經網路相關的層(例如 LSTM、Linear)
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import
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#
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#
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#
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# 每次從 Dataset 中抓一批(batch)資料出來
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train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=128)
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val_loader = DataLoader(val_dataset, batch_size=128)
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"""
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"""
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class BertLSTM_CNN_Classifier(nn.Module)表示:你定義了一個子類別,
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繼承自 PyTorch 的基礎模型類別 nn.Module。
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若你在 __init__() 裡沒有呼叫 super().__init__(),
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| 164 |
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那麼父類別 nn.Module 的初始化邏輯(包含重要功能)就不會被執行,
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| 165 |
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導致整個模型運作異常或錯誤。
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"""
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| 168 |
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# nn.Module是PyTorch所有神經網路模型的基礎類別,nn.Module 是 PyTorch 所有神經網路模型的基礎類別
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class BertLSTM_CNN_Classifier(nn.Module):
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| 170 |
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| 171 |
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def __init__(self, hidden_dim=128, num_layers=1, dropout=0.3):
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| 172 |
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| 173 |
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# super()是Python提供的一個方法,用來呼叫「父類別的版本」的方法。
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| 174 |
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# 呼叫:super().__init__()讓父類別(nn.Module)裡面那些功能、屬性都被正確初始化。
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| 175 |
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# 沒super().__init__(),這些都不會正確運作,模型會壞掉。
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| 176 |
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# super() 就是 Python 提供給「子類別呼叫父類別方法」的方式
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super().__init__()
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# 載入中文預訓練的 BERT 模型,輸入為句子token IDs,輸出為每個 token 的向量,大小為 [batch, seq_len, 768]。
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self.bert = BertModel.from_pretrained("ckiplab/bert-base-chinese") # 這是引入hugging face中的tranceformat
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# 接收BERT的輸出(768 維向量),進行雙向LSTM(BiLSTM)建模,輸出為 [batch, seq_len, hidden_dim*2],例如 [batch, seq_len, 256]
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"""
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LSTM 接收每個token的768維向量(來自 BERT)作為輸入,
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透過每個方向的LSTM壓縮成128維的語意向量。
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由於是雙向LSTM,會同時從左到右(前向)和右到左(後向)各做一次,
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| 187 |
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最後將兩個方向的輸出合併為256維向量(128×2)。
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| 188 |
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每次處理一個 batch(例如 8 句話),一次走完整個時間序列。
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"""
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self.LSTM = nn.LSTM(input_size=768,
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| 191 |
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hidden_size=hidden_dim,
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| 192 |
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num_layers=num_layers,
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batch_first=True,
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| 194 |
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bidirectional=True)
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| 195 |
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| 196 |
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# CNN 模組:接在 LSTM 後的輸出上。將LSTM的輸出轉成卷積層格式,適用於Conv1D,CNN可學習位置不變的局部特徵。
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| 197 |
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self.conv1 = nn.Conv1d(in_channels=hidden_dim*2,
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| 198 |
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out_channels=128,
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| 199 |
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kernel_size=3, # 這裡kernel_size=3 為 3-gram 特徵
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| 200 |
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padding=1)
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| 201 |
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| 202 |
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self.dropout = nn.Dropout(dropout) # 隨機將部分神經元設為 0,用來防止 overfitting。
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| 203 |
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| 204 |
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self.global_maxpool = nn.AdaptiveAvgPool1d(1) #將一整句話的特徵濃縮成一個固定大小的句子表示向量
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| 205 |
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| 206 |
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# 將CNN輸出的128維特徵向量輸出為一個「機率值」(詐騙或非詐騙)。
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| 207 |
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self.classifier = nn.Linear(128,1)
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| 208 |
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| 209 |
-
def forward(self, input_ids, attention_mask, token_type_ids):
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| 210 |
-
#BERT 編碼
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| 211 |
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outputs = self.bert(input_ids=input_ids,
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| 212 |
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attention_mask=attention_mask,
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| 213 |
-
token_type_ids=token_type_ids)
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| 214 |
-
#.last_hidden_state是BertModel.from_pretrained(...)內部的key,會輸出 [batch, seq_len, 768]
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| 215 |
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hidden_states = outputs.last_hidden_state
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| 216 |
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| 217 |
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# 送入 BiLSTM
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| 218 |
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# transpose(1, 2) 的用途是:讓 LSTM 輸出的資料形狀符合 CNN 所要求的格式
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| 219 |
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# 假設你原本 LSTM 輸出是: [batch_size, seq_len, hidden_dim*2] = [8, 128, 256]
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| 220 |
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# 但CNN(Conv1d)的輸入格式需要是:[batch_size, in_channels, seq_len] = [8, 256, 128]
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| 221 |
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# 因此你需要做:.transpose(1, 2)把 seq_len 和 hidden_dim*2 調換
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| 222 |
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LSTM_out, _ = self.LSTM(hidden_states) # [batch, seq_len, hidden_dim*2]
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| 223 |
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LSTM_out = LSTM_out.transpose(1, 2) # [batch, hidden_dim*2, seq_len]
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| 224 |
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| 225 |
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# 卷積 + Dropout
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| 226 |
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x = self.conv1(LSTM_out) # [batch, 128, seq_len]
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| 227 |
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x = self.dropout(x)
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| 228 |
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| 229 |
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#全局池化
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| 230 |
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# .squeeze(dim) 的作用是:把某個「維度大小為 1」的維度刪掉
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| 231 |
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# x = self.global_maxpool(x).squeeze(2) # 輸出是 [batch, 128, 1]
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| 232 |
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# 不 .squeeze(2),你會得到 shape 為 [batch, 128, 1],不方便後面接 Linear。
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| 233 |
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# .squeeze(2)=拿掉第 2 維(數值是 1) → 讓形狀變成 [batch, 128]
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| 234 |
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x = self.global_maxpool(x).squeeze(2) # [batch, 128]
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| 235 |
-
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| 236 |
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#分類 & Sigmoid 機率輸出
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| 237 |
-
logits = self.classifier(x)
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| 238 |
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| 239 |
-
#.sigmoid() → 把 logits 轉成 0~1 的機率.squeeze() → 變成一維 [batch] 長度的機率 list
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| 240 |
-
"""例如:
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| 241 |
-
logits = [[0.92], [0.05], [0.88], [0.41], ..., [0.17]]
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| 242 |
-
→ sigmoid → [[0.715], [0.512], ...]
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| 243 |
-
→ squeeze → [0.715, 0.512, ...]
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| 244 |
-
"""
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| 245 |
-
return logits.squeeze() # 最後輸出是一個值介於 0 ~ 1 之間,代表「為詐騙訊息的機率」。
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| 246 |
-
"""
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| 247 |
-
# 設定 GPU 裝置
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| 248 |
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device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
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| 249 |
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| 250 |
-
# 初始化模型
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| 251 |
-
model = BertLSTM_CNN_Classifier().to(device)
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| 252 |
-
# 定義 optimizer 和損失函數
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| 253 |
-
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(),lr=2e-5)
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| 254 |
-
pos_weight = torch.tensor([2.13], dtype=torch.float32).to(device)
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| 255 |
-
criterion = nn.BCEWithLogitsLoss(pos_weight=pos_weight)
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| 256 |
-
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| 257 |
-
# 本機訓練迴圈,要訓練再取消註解,否則在線上版本一律處於註解狀態
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| 258 |
-
# 訓練期間用的簡化版驗證函式 (只回傳 loss / acc)
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| 259 |
-
def evaluate_epoch(model, dataloader, criterion, device):
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| 260 |
-
model.eval()
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| 261 |
-
total_loss = 0
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| 262 |
-
all_labels, all_preds = [], []
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| 263 |
-
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| 264 |
-
with torch.no_grad():
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| 265 |
-
for batch in dataloader:
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| 266 |
-
input_ids = batch["input_ids"].to(device)
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| 267 |
-
attention_mask = batch["attention_mask"].to(device)
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| 268 |
-
token_type_ids = batch["token_type_ids"].to(device)
|
| 269 |
-
labels = batch["labels"].to(device)
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| 270 |
-
|
| 271 |
-
outputs = model(input_ids, attention_mask, token_type_ids)
|
| 272 |
-
loss = criterion(outputs, labels)
|
| 273 |
-
total_loss += loss.item()
|
| 274 |
-
|
| 275 |
-
preds = (torch.sigmoid(outputs) > 0.5).long()
|
| 276 |
-
all_labels.extend(labels.cpu().numpy())
|
| 277 |
-
all_preds.extend(preds.cpu().numpy())
|
| 278 |
-
|
| 279 |
-
acc = accuracy_score(all_labels, all_preds)
|
| 280 |
-
avg_loss = total_loss / len(dataloader)
|
| 281 |
-
return avg_loss, acc
|
| 282 |
-
|
| 283 |
-
# 修改訓練主程式
|
| 284 |
-
|
| 285 |
-
def train_model(model, train_loader, val_loader, optimizer, criterion, device, num_epochs=15, save_path="model.pth"):
|
| 286 |
-
train_loss_list, val_loss_list = [], []
|
| 287 |
-
train_acc_list, val_acc_list = [], []
|
| 288 |
-
|
| 289 |
-
for epoch in range(num_epochs):
|
| 290 |
-
model.train()
|
| 291 |
-
total_train_loss = 0
|
| 292 |
-
train_true, train_pred = [], []
|
| 293 |
-
|
| 294 |
-
for batch in train_loader:
|
| 295 |
-
optimizer.zero_grad()
|
| 296 |
-
input_ids = batch["input_ids"].to(device)
|
| 297 |
-
attention_mask = batch["attention_mask"].to(device)
|
| 298 |
-
token_type_ids = batch["token_type_ids"].to(device)
|
| 299 |
-
labels = batch["labels"].to(device)
|
| 300 |
-
|
| 301 |
-
outputs = model(input_ids, attention_mask, token_type_ids)
|
| 302 |
-
loss = criterion(outputs, labels)
|
| 303 |
-
loss.backward()
|
| 304 |
-
optimizer.step()
|
| 305 |
-
|
| 306 |
-
total_train_loss += loss.item()
|
| 307 |
-
preds = (torch.sigmoid(outputs) > 0.5).long()
|
| 308 |
-
train_true.extend(labels.cpu().numpy())
|
| 309 |
-
train_pred.extend(preds.cpu().numpy())
|
| 310 |
-
|
| 311 |
-
train_acc = accuracy_score(train_true, train_pred)
|
| 312 |
-
train_loss = total_train_loss / len(train_loader)
|
| 313 |
-
|
| 314 |
-
val_loss, val_acc = evaluate_epoch(model, val_loader, criterion, device)
|
| 315 |
-
|
| 316 |
-
train_loss_list.append(train_loss)
|
| 317 |
-
val_loss_list.append(val_loss)
|
| 318 |
-
train_acc_list.append(train_acc)
|
| 319 |
-
val_acc_list.append(val_acc)
|
| 320 |
-
|
| 321 |
-
print(f"[Epoch {epoch+1}] Train Loss: {train_loss:.4f} | Val Loss: {val_loss:.4f} | Train Acc: {train_acc:.4f} | Val Acc: {val_acc:.4f}")
|
| 322 |
-
|
| 323 |
-
torch.save(model.state_dict(), save_path)
|
| 324 |
-
print(f"✅ 模型訓練完成並儲存為 {save_path}")
|
| 325 |
-
|
| 326 |
-
# 可視化 Loss Curve
|
| 327 |
-
plt.figure(figsize=(8, 5))
|
| 328 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), train_loss_list, label="Train Loss")
|
| 329 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), val_loss_list, label="Val Loss")
|
| 330 |
-
plt.xlabel("Epoch")
|
| 331 |
-
plt.ylabel("Loss")
|
| 332 |
-
plt.title("Loss Curve")
|
| 333 |
-
plt.legend()
|
| 334 |
-
plt.show()
|
| 335 |
-
|
| 336 |
-
# 可視化 Accuracy Curve
|
| 337 |
-
plt.figure(figsize=(8, 5))
|
| 338 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), train_acc_list, label="Train Accuracy")
|
| 339 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), val_acc_list, label="Val Accuracy")
|
| 340 |
-
plt.xlabel("Epoch")
|
| 341 |
-
plt.ylabel("Accuracy")
|
| 342 |
-
plt.title("Accuracy Curve")
|
| 343 |
-
plt.legend()
|
| 344 |
-
plt.show()
|
| 345 |
-
|
| 346 |
-
# 訓練結束後繪製 Loss Curve
|
| 347 |
-
plt.figure(figsize=(8, 5))
|
| 348 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), train_loss_list, label="Train Loss")
|
| 349 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), val_loss_list, label="Val Loss")
|
| 350 |
-
plt.xlabel("Epoch")
|
| 351 |
-
plt.ylabel("Loss")
|
| 352 |
-
plt.title("Loss Curve")
|
| 353 |
-
plt.legend()
|
| 354 |
-
plt.show()
|
| 355 |
-
|
| 356 |
-
# 繪製 Accuracy Curve
|
| 357 |
-
plt.figure(figsize=(8, 5))
|
| 358 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), train_acc_list, label="Train Accuracy")
|
| 359 |
-
plt.plot(range(1, num_epochs+1), val_acc_list, label="Val Accuracy")
|
| 360 |
-
plt.xlabel("Epoch")
|
| 361 |
-
plt.ylabel("Accuracy")
|
| 362 |
-
plt.title("Accuracy Curve")
|
| 363 |
-
plt.legend()
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| 364 |
-
plt.show()
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| 365 |
-
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| 366 |
-
def evaluate_model(model, val_loader, device):
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| 367 |
-
model.eval()
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| 368 |
-
y_true = []
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| 369 |
-
y_pred = []
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| 370 |
-
y_pred_prob = []
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| 371 |
-
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| 372 |
-
with torch.no_grad():
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| 373 |
-
for batch in val_loader:
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| 374 |
-
input_ids = batch["input_ids"].to(device)
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| 375 |
-
attention_mask = batch["attention_mask"].to(device)
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| 376 |
-
token_type_ids = batch["token_type_ids"].to(device)
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| 377 |
-
labels = batch["labels"].to(device)
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| 378 |
-
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| 379 |
-
outputs = model(input_ids, attention_mask, token_type_ids)
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| 380 |
-
probs = torch.sigmoid(outputs)
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| 381 |
-
preds = (probs > 0.5).long()
|
| 382 |
-
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| 383 |
-
y_true.extend(labels.cpu().numpy())
|
| 384 |
-
y_pred.extend(preds.cpu().numpy())
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| 385 |
-
y_pred_prob.extend(probs.cpu().numpy())
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| 386 |
-
|
| 387 |
-
acc = accuracy_score(y_true, y_pred)
|
| 388 |
-
prec = precision_score(y_true, y_pred)
|
| 389 |
-
rec = recall_score(y_true, y_pred)
|
| 390 |
-
f1 = f1_score(y_true, y_pred)
|
| 391 |
-
spec = recall_score(y_true, y_pred, pos_label=0)
|
| 392 |
-
mcc = matthews_corrcoef(y_true, y_pred)
|
| 393 |
-
roc_auc = roc_auc_score(y_true, y_pred_prob)
|
| 394 |
-
precision_curve, recall_curve, _ = precision_recall_curve(y_true, y_pred_prob)
|
| 395 |
-
pr_auc = auc(recall_curve, precision_curve)
|
| 396 |
-
|
| 397 |
-
metrics_dict = {
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| 398 |
-
'Accuracy': acc,
|
| 399 |
-
'Precision': prec,
|
| 400 |
-
'Recall': rec,
|
| 401 |
-
'Specificity': spec,
|
| 402 |
-
'F1-score': f1,
|
| 403 |
-
'MCC': mcc,
|
| 404 |
-
'ROC AUC': roc_auc,
|
| 405 |
-
'PR AUC': pr_auc
|
| 406 |
-
}
|
| 407 |
-
|
| 408 |
-
# 視覺化:整體指標 bar chart
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| 409 |
-
metric_names = list(metrics_dict.keys())
|
| 410 |
-
metric_values = list(metrics_dict.values())
|
| 411 |
-
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| 412 |
-
plt.figure(figsize=(10, 6))
|
| 413 |
-
sns.barplot(y=metric_names, x=metric_values, palette="Blues_d")
|
| 414 |
-
for index, value in enumerate(metric_values):
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| 415 |
-
plt.text(value + 0.01, index, f"{value:.4f}", va='center')
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| 416 |
-
plt.title("模型評估指標")
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| 417 |
-
plt.xlim(0, 1.05)
|
| 418 |
-
plt.xlabel("Score")
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| 419 |
-
plt.ylabel("Metric")
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| 420 |
-
plt.grid(axis='x', linestyle='--', alpha=0.7)
|
| 421 |
-
plt.tight_layout()
|
| 422 |
-
plt.show()
|
| 423 |
-
|
| 424 |
-
# 視覺化:Confusion Matrix
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| 425 |
-
cm = confusion_matrix(y_true, y_pred)
|
| 426 |
-
plt.figure(figsize=(6, 5))
|
| 427 |
-
sns.heatmap(cm, annot=True, fmt="d", cmap="Blues", xticklabels=["Scam (0)", "Normal (1)"], yticklabels=["Scam (0)", "Normal (1)"])
|
| 428 |
-
plt.xlabel("Predict")
|
| 429 |
-
plt.ylabel("Actual")
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| 430 |
-
plt.title("Confusion Matrix")
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| 431 |
-
plt.tight_layout()
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| 432 |
-
plt.show()
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| 433 |
-
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| 434 |
-
# PR Curve (額外 bonus)
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| 435 |
-
plt.plot(recall_curve, precision_curve, marker='.')
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| 436 |
-
plt.title('Precision-Recall Curve')
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| 437 |
-
plt.xlabel('Recall')
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| 438 |
-
plt.ylabel('Precision')
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| 439 |
-
plt.show()
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| 440 |
-
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| 441 |
-
# ROC Curve (額外 bonus)
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| 442 |
-
from sklearn.metrics import RocCurveDisplay
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| 443 |
-
RocCurveDisplay.from_predictions(y_true, y_pred_prob)
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| 444 |
-
plt.title('ROC Curve')
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| 445 |
-
plt.show()
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| 446 |
-
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| 447 |
-
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| 448 |
-
# 放在主程式中呼叫
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| 449 |
-
if __name__ == "__main__":
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| 450 |
-
print("✅ 開始驗證模型效果...")
|
| 451 |
-
evaluate_model(model, val_loader, device)
|
| 452 |
-
"""
|
| 453 |
-
"""
|
| 454 |
-
|
| 455 |
-
整個模型中每一個文字(token)始終是一個向量,隨著層數不同,這個向量代表的意義會更高階、更語意、更抽象。
|
| 456 |
-
在整個 BERT + LSTM + CNN 模型的流程中,「每一個文字(token)」都會被表示成一個「向量」來進行後續的計算與學習。
|
| 457 |
-
今天我輸入一個句子:"早安你好,吃飯沒"
|
| 458 |
-
BERT 的輸入包含三個部分:input_ids、attention_mask、token_type_ids,
|
| 459 |
-
這些是 BERT 所需的格式。BERT 會將句子中每個 token 編碼為一個 768 維的語意向量,
|
| 460 |
-
|
| 461 |
-
進入 BERT → 每個 token 變成語意向量:
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| 462 |
-
BERT 輸出每個字為一個 768 維的語意向量
|
| 463 |
-
「早」 → [0.23, -0.11, ..., 0.45] 長度為 768
|
| 464 |
-
「安」 → [0.05, 0.33, ..., -0.12] 一樣 768
|
| 465 |
-
...
|
| 466 |
-
batch size 是 8,句子長度是 8,輸出 shape 為:
|
| 467 |
-
[batch_size=8, seq_len=8, hidden_size=768]
|
| 468 |
-
|
| 469 |
-
接下來這些向量會輸入到 LSTM,LSTM不會改變「一個token是一個向量」的概念,而是重新表示每個token的語境向量。
|
| 470 |
-
把每個原本 768 維的 token 壓縮成 hidden_size=128,雙向 LSTM → 拼接 → 每個 token 成為 256 維向量:
|
| 471 |
-
|
| 472 |
-
input_size=768 是從 BERT 接收的向量維度
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| 473 |
-
hidden_size=128 表示每個方向的 LSTM 會把 token 壓縮為 128 維語意向量
|
| 474 |
-
num_layers=1 表示只堆疊 1 層 LSTM
|
| 475 |
-
bidirectional=True 表示是雙向
|
| 476 |
-
|
| 477 |
-
LSTM,除了從左讀到右,也會從右讀到左,兩個方向的輸出會合併(拼接),變成:
|
| 478 |
-
[batch_size=8, seq_len=8, hidden_size=256] # 因為128*2
|
| 479 |
-
|
| 480 |
-
接下來進入 CNN,CNN 仍然以「一個向量代表一個字」的形式處理:
|
| 481 |
-
|
| 482 |
-
in_channels=256(因為 LSTM 是雙向輸出)
|
| 483 |
-
|
| 484 |
-
out_channels=128 表示學習出 128 個濾波器,每個濾波器專門抓一種 n-gram(例如「早安你」),每個「片段」的結果輸出為 128 維特徵
|
| 485 |
-
|
| 486 |
-
kernel_size=3 表示每個濾波器看 3 個連續 token(像是一個 3-gram)或,把相鄰的 3 個字(各為 256 維)一起掃描
|
| 487 |
-
|
| 488 |
-
padding=1 為了保留輸出序列長度和輸入相同,避免邊界資訊被捨棄
|
| 489 |
-
|
| 490 |
-
CNN 輸出的 shape 就會是:
|
| 491 |
-
|
| 492 |
-
[batch_size=8, out_channels=128, seq_len=8],還是每個 token 有對應一個向量(只是這向量是 CNN 抽出的新特徵)
|
| 493 |
-
|
| 494 |
"""
|
|
|
|
| 1 |
+
"""
|
| 2 |
+
流程圖
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| 3 |
+
讀取資料 → 分割資料 → 編碼 → 建立 Dataset / DataLoader
|
| 4 |
+
↓
|
| 5 |
+
建立模型(BERT+LSTM+CNN)
|
| 6 |
+
↓
|
| 7 |
+
BERT 輸出 [batch, seq_len, 768]
|
| 8 |
+
↓
|
| 9 |
+
BiLSTM [batch, seq_len, hidden_dim*2]
|
| 10 |
+
↓
|
| 11 |
+
CNN 模組 (Conv1D + Dropout + GlobalMaxPooling1D)
|
| 12 |
+
↓
|
| 13 |
+
Linear 分類器(輸出詐騙機率)
|
| 14 |
+
↓
|
| 15 |
+
訓練模型(Epochs)
|
| 16 |
+
↓
|
| 17 |
+
評估模型(Accuracy / F1 / Precision / Recall)
|
| 18 |
+
↓
|
| 19 |
+
儲存模型(.pth)
|
| 20 |
+
|
| 21 |
+
"""
|
| 22 |
+
#引入重要套件Import Library
|
| 23 |
+
|
| 24 |
+
|
| 25 |
+
import torch # PyTorch 主模組
|
| 26 |
+
import torch.nn as nn # 神經網路相關的層(例如 LSTM、Linear)
|
| 27 |
+
|
| 28 |
+
|
| 29 |
+
from transformers import BertTokenizer # BertTokenizer把文字句子轉換成 BERT 格式的 token ID,例如 [CLS] 今天 天氣 不錯 [SEP] → [101, 1234, 5678, ...]
|
| 30 |
+
|
| 31 |
+
|
| 32 |
+
from transformers import BertModel
|
| 33 |
+
|
| 34 |
+
|
| 35 |
+
|
| 36 |
+
# nn.Module是PyTorch所有神經網路模型的基礎類別,nn.Module 是 PyTorch 所有神經網路模型的基礎類別
|
| 37 |
+
class BertLSTM_CNN_Classifier(nn.Module):
|
| 38 |
+
|
| 39 |
+
def __init__(self, hidden_dim=128, num_layers=1, dropout=0.3):
|
| 40 |
+
|
| 41 |
+
# super()是Python提供的一個方法,用來呼叫「父類別的版本」的方法。
|
| 42 |
+
# 呼叫:super().__init__()讓父類別(nn.Module)裡面那些功能、屬性都被正確初始化。
|
| 43 |
+
# 沒super().__init__(),這些都不會正確運作,模型會壞掉。
|
| 44 |
+
# super() 就是 Python 提供給「子類別呼叫父類別方法」的方式
|
| 45 |
+
super().__init__()
|
| 46 |
+
|
| 47 |
+
# 載入中文預訓練的 BERT 模型,輸入為句子token IDs,輸出為每個 token 的向量,大小為 [batch, seq_len, 768]。
|
| 48 |
+
self.bert = BertModel.from_pretrained("ckiplab/bert-base-chinese") # 這是引入hugging face中的tranceformat
|
| 49 |
+
|
| 50 |
+
# 接收BERT的輸出(768 維向量),進行雙向LSTM(BiLSTM)建模,輸出為 [batch, seq_len, hidden_dim*2],例如 [batch, seq_len, 256]
|
| 51 |
+
"""
|
| 52 |
+
LSTM 接收每個token的768維向量(來自 BERT)作為輸入,
|
| 53 |
+
透過每個方向的LSTM壓縮成128維的語意向量。
|
| 54 |
+
由於是雙向LSTM,會同時從左到右(前向)和右到左(後向)各做一次,
|
| 55 |
+
最後將兩個方向的輸出合併為256維向量(128×2)。
|
| 56 |
+
每次處理一個 batch(例如 8 句話),一次走完整個時間序列。
|
| 57 |
+
"""
|
| 58 |
+
self.LSTM = nn.LSTM(input_size=768,
|
| 59 |
+
hidden_size=hidden_dim,
|
| 60 |
+
num_layers=num_layers,
|
| 61 |
+
batch_first=True,
|
| 62 |
+
bidirectional=True)
|
| 63 |
+
|
| 64 |
+
# CNN 模組:接在 LSTM 後的輸出上。將LSTM的輸出轉成卷積層格式,適用於Conv1D,CNN可學習位置不變的局部特徵。
|
| 65 |
+
self.conv1 = nn.Conv1d(in_channels=hidden_dim*2,
|
| 66 |
+
out_channels=128,
|
| 67 |
+
kernel_size=3, # 這裡kernel_size=3 為 3-gram 特徵
|
| 68 |
+
padding=1)
|
| 69 |
+
|
| 70 |
+
self.dropout = nn.Dropout(dropout) # 隨機將部分神經元設為 0,用來防止 overfitting。
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
self.global_maxpool = nn.AdaptiveAvgPool1d(1) #將一整句話的特徵濃縮成一個固定大小的句子表示向量
|
| 73 |
+
|
| 74 |
+
# 將CNN輸出的128維特徵向量輸出為一個「機率值」(詐騙或非詐騙)。
|
| 75 |
+
self.classifier = nn.Linear(128,1)
|
| 76 |
+
|
| 77 |
+
def forward(self, input_ids, attention_mask, token_type_ids):
|
| 78 |
+
#BERT 編碼
|
| 79 |
+
outputs = self.bert(input_ids=input_ids,
|
| 80 |
+
attention_mask=attention_mask,
|
| 81 |
+
token_type_ids=token_type_ids)
|
| 82 |
+
#.last_hidden_state是BertModel.from_pretrained(...)內部的key,會輸出 [batch, seq_len, 768]
|
| 83 |
+
hidden_states = outputs.last_hidden_state
|
| 84 |
+
|
| 85 |
+
# 送入 BiLSTM
|
| 86 |
+
# transpose(1, 2) 的用途是:讓 LSTM 輸出的資料形狀符合 CNN 所要求的格式
|
| 87 |
+
# 假設你原本 LSTM 輸出是: [batch_size, seq_len, hidden_dim*2] = [8, 128, 256]
|
| 88 |
+
# 但CNN(Conv1d)的輸入格式需要是:[batch_size, in_channels, seq_len] = [8, 256, 128]
|
| 89 |
+
# 因此你需要做:.transpose(1, 2)把 seq_len 和 hidden_dim*2 調換
|
| 90 |
+
LSTM_out, _ = self.LSTM(hidden_states) # [batch, seq_len, hidden_dim*2]
|
| 91 |
+
LSTM_out = LSTM_out.transpose(1, 2) # [batch, hidden_dim*2, seq_len]
|
| 92 |
+
|
| 93 |
+
# 卷積 + Dropout
|
| 94 |
+
x = self.conv1(LSTM_out) # [batch, 128, seq_len]
|
| 95 |
+
x = self.dropout(x)
|
| 96 |
+
|
| 97 |
+
#全局池化
|
| 98 |
+
# .squeeze(dim) 的作用是:把某個「維度大小為 1」的維度刪掉
|
| 99 |
+
# x = self.global_maxpool(x).squeeze(2) # 輸出是 [batch, 128, 1]
|
| 100 |
+
# 不 .squeeze(2),你會得到 shape 為 [batch, 128, 1],不方便後面接 Linear。
|
| 101 |
+
# .squeeze(2)=拿掉第 2 維(數值是 1) → 讓形狀變成 [batch, 128]
|
| 102 |
+
x = self.global_maxpool(x).squeeze(2) # [batch, 128]
|
| 103 |
+
|
| 104 |
+
#分類 & Sigmoid 機率輸出
|
| 105 |
+
logits = self.classifier(x)
|
| 106 |
+
|
| 107 |
+
#.sigmoid() → 把 logits 轉成 0~1 的機率.squeeze() → 變成一維 [batch] 長度的機率 list
|
| 108 |
+
"""例如:
|
| 109 |
+
logits = [[0.92], [0.05], [0.88], [0.41], ..., [0.17]]
|
| 110 |
+
→ sigmoid → [[0.715], [0.512], ...]
|
| 111 |
+
→ squeeze → [0.715, 0.512, ...]
|
| 112 |
+
"""
|
| 113 |
+
return logits.squeeze() # 最後輸出是一個值介於 0 ~ 1 之間,代表「為詐騙訊息的機率」。
|
| 114 |
+
"""
|
| 115 |
+
|
| 116 |
+
整個模型中每一個文字(token)始終是一個向量,隨著層數不同,這個向量代表的意義會更高階、更語意、更抽象。
|
| 117 |
+
在整個 BERT + LSTM + CNN 模型的流程中,「每一個文字(token)」都會被表示成一個「向量」來進行後續的計算與學習。
|
| 118 |
+
今天我輸入一個句子:"早安你好,吃飯沒"
|
| 119 |
+
BERT 的輸入包含三個部分:input_ids、attention_mask、token_type_ids,
|
| 120 |
+
這些是 BERT 所需的格式。BERT 會將句子中每個 token 編碼為一個 768 維的語意向量,
|
| 121 |
+
|
| 122 |
+
進入 BERT → 每個 token 變成語意向量:
|
| 123 |
+
BERT 輸出每個字為一個 768 維的語意向量
|
| 124 |
+
「早」 → [0.23, -0.11, ..., 0.45] 長度為 768
|
| 125 |
+
「安」 → [0.05, 0.33, ..., -0.12] 一樣 768
|
| 126 |
+
...
|
| 127 |
+
batch size 是 8,句子長度是 8,輸出 shape 為:
|
| 128 |
+
[batch_size=8, seq_len=8, hidden_size=768]
|
| 129 |
+
|
| 130 |
+
接下來這些向量會輸入到 LSTM,LSTM不會改變「一個token是一個向量」的概念,而是重新表示每個token的語境向量。
|
| 131 |
+
把每個原本 768 維的 token 壓縮成 hidden_size=128,雙向 LSTM → 拼接 → 每個 token 成為 256 維向量:
|
| 132 |
+
|
| 133 |
+
input_size=768 是從 BERT 接收的向量維度
|
| 134 |
+
hidden_size=128 表示每個方向的 LSTM 會把 token 壓縮為 128 維語意向量
|
| 135 |
+
num_layers=1 表示只堆疊 1 層 LSTM
|
| 136 |
+
bidirectional=True 表示是雙向
|
| 137 |
+
|
| 138 |
+
LSTM,除了從左讀到右,也會從右讀到左,兩個方向的輸出會合併(拼接),變成:
|
| 139 |
+
[batch_size=8, seq_len=8, hidden_size=256] # 因為128*2
|
| 140 |
+
|
| 141 |
+
接下來進入 CNN,CNN 仍然以「一個向量代表一個字」的形式處理:
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| 142 |
+
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| 143 |
+
in_channels=256(因為 LSTM 是雙向輸出)
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| 144 |
+
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| 145 |
+
out_channels=128 表示學習出 128 個濾波器,每個濾波器專門抓一種 n-gram(例如「早安你」),每個「片段」的結果輸出為 128 維特徵
|
| 146 |
+
|
| 147 |
+
kernel_size=3 表示每個濾波器看 3 個連續 token(像是一個 3-gram)或,把相鄰的 3 個字(各為 256 維)一起掃描
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| 148 |
+
|
| 149 |
+
padding=1 為了保留輸出序列長度和輸入相同,避免邊界資訊被捨棄
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| 150 |
+
|
| 151 |
+
CNN 輸出的 shape 就會是:
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| 152 |
+
|
| 153 |
+
[batch_size=8, out_channels=128, seq_len=8],還是每個 token 有對應一個向量(只是這向量是 CNN 抽出的新特徵)
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| 154 |
+
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